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全国注册造价工程 师执业资格考试《建设工程技术与计量(安装工程)》重要考点总结及考前预测
2024年9月6日第一章安装工程材料一、常用工程材料分类(一)★黑色金属[2015]
黑色金属材料一般是指铁和以铁为基的合金,即钢铁材料。含碳量小于2.11%(重量)的铁合金称为钢;而含碳量大于2.11%(重量)的铁合金称为生铁.1.★钢的分类和用途【重点】
[2017]
钢中碳的含量对钢的性质有决定性影响含碳量低含碳量高钢的强度较低、塑性大、延伸率和冲击韧性高,质地较软,易于冷加工、切削和焊接;钢的强度高(当含碳量超过1.00%时,钢材强度开始下降)、塑性小、硬度大、脆性大且不易加工。[2024]记忆要点:含碳量越高,强度越大,硬度、耐磨性就越好;钢材中有害元素为硫和磷,磷使钢材产生冷脆性[2024],硫使钢材产生热脆性。硅和锰为有益元素,能使钢的强度、硬度提高,而和塑性、韧性不显著降低。[2024]
(1)工程中常用钢及其合金的性能和特点1)★碳素结构钢①普通碳素结构钢:Q235钢强度适中,有良好的承载性,又具有较好的塑性和韧性,可焊性和可加工性也好,是钢结构常用的牌号;大量制作成钢筋、型钢和钢板用于建造房屋和桥梁等[2017]。Q275(硬)钢强度和硬度较高,耐磨性较好,但塑性、冲击韧性和可焊性差,主要用于制造轴类、农具、耐磨零件和垫板等[2016]②优质碳素结构钢
优质碳素结构钢是含碳小于0.8%的碳素钢,这中钢中所含的硫、磷及非金属夹杂物比碳素结构钢少。与普通碳素结构钢相比,优质碳素结构钢塑性和韧性较高,并可以通过热处理强化,多用于较重要的零件,是广泛应用的机械制造用钢。
2)★低合金结构钢【重点】[2024][2015]
普通低合金钢比碳素结构钢具有(1)较高的韧性,同时有良好的焊接性能、冷热压加普通低合金钢工性能和(2)耐蚀性,(3)部分钢种还具有较低的脆性转变温度。Q345(18Nb)具有综合力学性能、耐低温冲击韧性、焊接性能和冷热压加工性能良好的特性,可用于建筑结构、化工容器和管道、起重机械和鼓风机等。广泛用于制造各种要求韧性高的重要机械零件和构件。当零件的形状复杂,截面尺寸较优质低合金钢大,要求韧性高时,采用优质低合金钢可使复杂形状零件的淬火变形和开裂倾向降到最小。因此,形状复杂或截面尺寸较大或要求韧性高的淬火零件,一般为优质低合金钢,如用15MnVg制造锅炉和压力容器等。3)★不锈耐酸钢▲马氏体型不锈钢(带有磁性)▲奥氏体型不锈钢(应用广泛)具有较高的强度、硬度和耐磨性。通常用于弱腐蚀性介质环境中。如海水、淡水和水蒸气中;以及使用温度≤580℃的环境中,通常也可作为受力较大的零件和工具的制作材料。但由于此钢焊接性能不好,故一般不用作焊接件。[2015]钢中主要合金元素为铬、镍(没有磁性或少量磁性)、钛、铌、钼、氮和锰等。具有较高的韧性、良好的耐蚀性、高温强度、和较好的抗氧化性,以及良好的压力加工和焊接性能。但屈服强度低,且不能采用热处理方法强化,而只能进行冷变形强化。▲铁素体—奥氏体型不锈钢[2017]屈服强度约为奥氏体型不锈钢的两倍,可焊性良好,韧性较高,应力腐蚀、晶间腐蚀及焊接时的热裂倾向均小于奥氏体型不锈钢。突出优点是经沉淀硬化热处理以后具有高的强度,耐蚀性优于铁素体型不锈钢。主要用于制造要求高强度和耐蚀的容器、结构和零件,也可用作高温零件。沉淀硬化型不锈钢2.▲铸铁的分类和用途(1)★工程中常用铸铁的性能和特点灰铸铁铸铁的组织可以看成是钢基体上分布着石墨。(呈片状)其综合力学性能接近于钢,因铸造性能很好,成本低廉,生产方便,在工业中得到了广泛的球墨铸铁应用。球墨铸铁的抗拉强度远远超过灰铸铁,而与钢相当。扭转疲劳强度甚至超过45钢。在实际工程中常用球墨铸铁来代替钢制造某些重要零件。如曲轴、连杆和凸轮轴等,也可用于高层建筑室外进入室内给水的总管或室内总干管。(呈球状)[2024]蠕墨铸铁强度接近于球墨铸铁,并具有一定的韧性和较高的耐磨性;同时又有灰铸铁良好的铸造和导热性(呈蠕虫状)。蠕墨铸铁在生产中主要用于生产汽缸盖、汽缸套、钢锭模和液压阀等铸件。具有较高的强度、塑性和冲击韧性,可以部分代替碳钢。这种铸铁有黑心可锻铸铁、白心可可锻铸铁锻铸铁、珠光体可锻铸铁三种类型。可由白口铸铁通过退火处理得到。它有较高的强度、塑性和冲击韧性,可以性能部分代替碳钢。可锻铸铁常用来制造形状复杂、承受冲击和振动荷载的零件,如管接头和低压阀门等。(呈团絮状)[2024][2017](二)★有色金属材料
有色金属是指黑色金属以外的所有金属及其合金。铅具有高的抗X射线和γ射线穿透能力;铅锡基合金、铝铜基合金具有优良的减摩性能等。对于力学性能,多数有色金属塑性好,尤其是铝钛基合金的比强度和比刚度均比铁基合金高。1.工程中常用的有色金属的性能和特点纯铜呈紫红色,称紫铜,具有良好的导电、导热性,主要用于制作电导体及配制合金。纯铜的强度低,不宜用作结构材料。铜及铜合金一般铜合金分黄铜、青铜和白铜三大类。(简记为:不问青红皂白)黄铜(H)青铜(Q)以锌为主要合金元素的铜合金称为黄铜。在铜锌合金中加入铝、硅、锰和镍等元素,形成各种复杂黄铜如铅黄铜、锰黄铜和铝黄铜等。青铜包括有锡青铜、铝青铜和硅青铜等镍及镍合金是化学、石油、有色金属冶炼、高温、高压、高浓度或混有不纯物等各种苛刻★镍及镍合金【重点】[2017]腐蚀环境下比较理想的金属材料。由于镍的标准电位大于铁,可获得耐蚀性优异的镍基耐蚀合金。镍力学性能良好,尤其塑性、韧性优良,能适应多种腐蚀环境。广泛应用于化工、制碱、冶金、石油等行业中的压力容器、换热器、塔器、蒸发器、搅拌器、冷凝器、反应器和储运容器等。钛及钛合金[2015]钛在高温(什么都不好)下化学活性极高,非常容易与氧、氮和碳等元素形成稳定的化合物。在大气中工作的钛及其合金仅在540℃以下具有良好的耐热性;钛具有良好的低温性能,可作低温材料;常温(都好)下钛具有极好的抗蚀性能,在大气、海水、硝酸和碱溶液等介质中十分稳定。但在任何浓度的氢氟酸中均能迅速溶解。铅及铅合金(耐酸)铅对硫酸、磷酸、亚硫酸、铬酸和氢氟酸等则有良好的耐蚀性。铅与硫酸作用时,在其表面产生一层不溶解的硫酸铅,它可保护内部铅不再被继续腐蚀。但铅不耐硝酸的腐蚀,在盐酸中也不稳定。主要特性是密度小、化学活性强、强度低。虽然镁合金相对密度小,且强度不高,但它的镁及镁合金比强度和比刚度却可以与合金结构钢相媲美,镁合金能承受较大的冲击,振动荷载,并具有良好的机械加工性能和抛光性能。其缺点是耐蚀性较差、缺口敏感性大及熔铸工艺复杂。二、非金属材料
1.耐火材料(直接接触高温)硅砖和粘土砖为代表。硅砖抗酸性炉渣侵蚀能力强,但易受碱性渣的侵蚀,它的软化温酸性耐火材料[2024]度很高,接近其耐火度,重复煅烧后体积不缩,甚至略有膨胀,但是抗热震性差。硅砖主要用于焦炉、玻璃熔窑、酸性炼钢炉等热工设备。黏土砖抗热震好,属于弱酸性耐火材料。硅砖主要用于焦炉、玻璃熔窑、酸性炼钢炉等热工设备。用铬矿和镁砂按不同比例制成的铬镁砖抗热震性好,主要用作碱性平炉顶砖。碳质制品是另一类中性耐火材料,根据含碳原料的成分不同,分为碳砖、石墨制品和★中性耐火材料(高铝质制品)(重点)[2017]碳化硅质制品三类。碳质制品的热膨胀系数很低,导热性高,耐热震性能好,高温强度高。在高温下长期使用也不软化,不受任何酸碱的侵蚀,有良好的抗盐性能,也不受金属和熔渣的润湿,质轻,是优质的耐高温材料。缺点是在高温下易氧化,不宜在氧化气氛中使用。广泛用于高温炉炉衬、熔炼有色金属炉的衬里。(非常重要)2.耐热保温和绝热材料(不直接接触高温)(1)★绝热材料【重点】
[2024]
1)按照绝热材料使用材料分为高温、中温、低温绝热材料高温绝热材料使用温度可在700℃以上。这类纤维质材料有硅酸铝纤维和硅纤维等;多孔质材料有硅藻土、蛭石加石棉和耐热粘合剂等制品(无机的)中温用绝热材料低温用绝热材料使用温度在100~700℃之间。中温用纤维质材料有石棉、矿渣棉和玻璃纤维等;多孔质材料有硅酸钙、膨胀珍珠岩、蛭石和泡沫混凝土等。用于使用温度在100℃以下的保冷工程中。(有机的)三、高分子材料
1.工程中常用的高分子材料(1)★塑料【必考】塑料的组成常用的塑料制品都是以合成树脂为基本材料,再按一定比例加入填充料、增塑剂、着色剂和稳定剂等材料,经混炼、塑化,并在一定压力和温度下制成的。低密度聚乙烯(LDPE)高密度聚乙烯(HDPE)又称为高压聚乙烯,具有质轻、吸湿性极小、电绝缘性好、延伸性和透明性强、耐寒性好和化学稳定性强等特点,但其强度低、耐老化性能较差。一般用作耐蚀材料、小荷载零件(齿轮、轴承)及一般电缆包皮等。又称为低压聚乙烯,具有良好的耐热性和耐寒性;力学性能优于低密度聚乙烯,介电性能优良,耐磨性及化学稳定性良好,能耐多种酸、碱、盐类腐蚀,吸水性和水蒸气渗透性很低,表面硬度较高、尺寸稳定性好。但耐老化性能较差。主要用于制作单口瓶、运输箱、储罐、电缆护套、压力管道等。聚丙烯是由丙烯聚合而得的结晶型热塑性塑料。聚丙烯具有质轻、不吸水,介电性、化学稳定性和耐热性良好,力学性能优良,但是耐光性能差、易老化、低温韧性和染色性能不好。用于化工容器、管道、阀门配件、泵壳等(可在-30~100℃使用)【重点】聚丙烯[2014](PP)聚氯乙烯制品有硬、软两种。加入增塑剂的为软聚氯乙烯。聚氯乙烯(PVC)[2024]硬聚氯乙烯软聚氯乙烯常用来制作化工、纺织等工业的废气排污排毒塔,以及常用于气体、液体输送管。常制成薄膜,用于工业包装等,但不能用来包装食品,因增塑剂或稳定剂有毒,能溶于油脂中,污染食品。热塑性塑料★工程中常用塑料制品(必考)[2024][2017]聚四氟乙俗称塑料王,具有非常良好的耐高、低温性能,可在-180~260℃的范围内烯(PTFE,长期使用,几乎耐所有的化学药品,在侵蚀性极强的王水中煮沸也不起变化,F—4)(重摩擦系数极低(生料带),仅为0.04。聚四氟乙烯不吸水、电性能优异。是目[2017]点)前介电常数和介电损耗最小的固体绝缘材料。缺点是强度低、冷流性强。聚苯乙烯制品具有极高的透明度,透光率可达90%以上,电绝缘性能好,刚性好及耐化学腐蚀。以聚苯乙烯树脂为主体,加入发泡剂等添加剂可制成聚苯乙烯泡沫塑料,它是目前使用最多的一种缓冲材料。在外墙保温中占有率很高。但燃烧时会放出污染环境的苯乙烯气体。普通ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物。具有“硬、韧、刚”的混合特性,综合机械性能良好。同时尺寸稳定,容易电镀和易于成型,耐热和耐蚀性较好。此外,它的性能可以根据要求由改变单体的含量来进行调整。俗称有机玻璃,它广泛用于航空、汽车、仪表和光学等工业中,作风挡、弦窗、电视和雷达的屏幕、仪表护罩、外壳、光学元件和透镜等。酚醛树脂最重要的特征是耐高温性。与其他树脂相比,在燃烧的情况下酚醛树脂会缓慢分解产生氢气、碳氢化合物、水蒸气和碳氧化物。分解过程中产生的烟相对少,毒性也相对低。适用于公共运输和安全要求非常严格的领域。如矿山,防护栏和建筑业等。酚醛树脂还可以制成发泡材料;在阻燃方面它具有特殊的优良性能;是较为理想的绝缘隔热保温材料;酚醛泡沫最大的弱点是脆性大,开孔率高。环氧树脂强度较高,韧性较好;尺寸稳定性高和耐久性好并具有优良的绝缘性能,耐热、耐寒。化学稳定性很高,成型工艺性能好。环氧树脂是很好的胶粘剂。它能耐强酸、强碱和有机溶剂腐蚀,是现有耐蚀树脂中耐热性能最好的树脂之一。具有良好的阻燃性,燃烧时发烟少。用于制作玻璃钢设备和管道。聚苯乙烯(PS)工程塑料ABS聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)热固性塑料[2024]酚醛模塑料(PF)(重点)环氧树脂(EP)呋喃树脂(重点)